高等钢结构3,4章作业.doc

高等钢结构作业 高等钢结构作业学生姓名 学 号 指导教师 邓长根 学 院 土木工程学院 完成时间 2011年11月 第三章3.1塑性设计与弹性设计的基本区别？塑性设计有哪些方法、各自的适用范围 如何？ 答：塑性设计与弹性设计的基本区别：弹性设计法是以结构构件某一截面上的边缘纤维应力达到屈服强度时的状态，作为结构构件的承载力极限状态。塑性设计法建立在充分利用钢材所具有的塑性变形能力的基础上。当作用在超静定结构上的荷载达到一定数值时，构件中的某一截面全部进入塑性，此时荷载虽继续增加，但在该截面上的内力矩并不增加，并在此力矩作用下使该截面转动，即形成塑性铰；结构因该截面的转动，使结构内分布的内力进行重新调整（即内力重分配），直到整个结构形成一定数量的塑性铰，结构便转化为不稳定状态，即形成破坏机构，便达到塑性设计的承载力极限状态，但在正常使用情况下，一般不可能到达此种状态。塑性设计的方法有以下几种：静力法：以下限定理为基础。目的在于寻求一个既满足平衡条件、又符合全塑性弯矩条件（M Mp）的弯矩图。相应于这个弯矩图的荷载，仅为结构塑性破坏荷载的下限。仅当弯矩达到Mp值（亦即形成塑性铰）的截面数目，足以使结构变成机构时，这个荷载才是真正的塑性破坏荷载。适用范围：超静定次数较低的梁和刚架。机构法：以上限定理为基础。它的任务是：从所有可能的破坏机构中，选出相应于最小塑性极限荷载的一个机构，便是真正的破坏机构，这个最小塑性极限荷载即真正的塑性破坏荷载。作为校核，相应这个破坏机构的弯矩图应处处不超过Mp。弯矩平衡法：寻找一个与外荷载平衡的弯矩分布方案，构件的截面即按这种弯矩分布确定。事实上，可以找到许多个弯矩分布方案，其中每一个分布方案都可以跟外荷载平衡。在实际设计中，可以选用导致最小结构重量的方案，因为最小重量和经济方案是密切相关的。弯矩平衡法的适用范围：最宜用于设计单层或多层矩形框架。它和静力法相似，但有效适用范围更广泛。3.4 国外钢结构相关规范(EC3)如何进行梁柱连接节点分类？答：欧洲钢结构设计规范(EC3-2002)提出的典型节点 M-曲线,定义了节点的三个主要性能指标，即抗弯承载力设计值Mj,Rd，初始转动刚度Sj,ini，转动能力Cd，并根据节点初始转动刚度 Sj,ini把钢框架梁柱节点分为铰接、刚接和半刚性节点，当 Sj,ini不小于某一规定值时，节点为刚性节点，其界限规定如表1所示： 对于这三种类型的连接，欧洲规范的解释是：铰接节点不产生任何对结构构件有不利影响的弯矩，能够承受设计的剪力，且具有足够的转动能力；刚性连接则要求其性能不会对结构的内力分布和整体变形产生明显影响；半刚性连接则要求有节点的 M-曲线作为设计依据，以便考虑构件之间的相互作用。表1 欧洲规范EC3的连接分类节点类型结构类型初始转动刚度刚性节点无支撑结构Sj,ini25EIb/Lb有支撑结构Sj,ini8EIb/Lb半刚性节点无支撑结构0.5EIb/LbSj,ini25EIb/Lb有支撑结构0.5EIb/LbSj,ini8EIb/Lb铰接节点-Sj,ini0.5EIb/Lb注：EIb/Lb为梁的线刚度图1.Nethercot(EC3)的节点分类图2.Hasan(Rev.EC3)的节点分类 Hasan等对EC3的分类方法作出了修正，指出EC3采用直线段的划分方法不符合连接性能的非线性关系，提出采用非线性曲线的弯矩与转角关系来划分无支撑框架梁柱连接。3.6 门式刚架、钢框架结构考虑塑性的极限承载力分析有哪几类方法？各有何特点？门式刚架、钢框架结构考虑塑性的极限承载力分析方法有：刚塑性分析方法和理想弹塑性分析方法。1) 刚塑性分析方法 刚塑性分析方法应满足的三个条件：a) 平衡条件：跟弹性分析相同。b) 形成机构条件：跟弹性分析要求连续性相反，塑性分析要求形成足够数目的塑性铰，用以破坏结构的连续性使结构整体或其一部分形成机构。c) 全塑性弯矩条件：以截面的全塑性弯矩作为极限弯矩，任何截面都无法超越此极限。仅当上列所有三个条件均满足时，所得塑性分析结果才是正确的。这个结论，是由关于塑性分析的三个基本定理引出的。这三个基本定理是：下限定理、上限定理、唯一性定理。刚塑性分析有以下三种基本方法：a) 静力法以下限定理为基础，目的在于寻求一个既满足平衡条件、又符合全塑性弯矩条件()的弯矩图。相应于这个弯矩图的荷载，仅为结构塑性破坏荷载的下限。仅当弯矩达到值(亦即形成塑性铰)的截面数目，足以使结构变成机构时，这个荷载才是真正的塑性破坏荷载。静力法的使用范围：超静定次数较低的梁和刚架。静力法的要旨：先将结构的超静定约束除去，使结构转变为静定的基本体系。然后根据平衡条件，分别作出外荷载和超静定约束作用在基本体系上的弯矩图，超静定约束所产生的弯矩用未知的超静定约束值的函数来表示。截面的总弯矩等于两种弯矩的代数和。b) 机构法以上限定理为基础。它的任务是：从所有可能的破坏机构中，选出相应于最小塑性极限荷载的一个机构，便是真正的破坏机构，这个最小塑性极限荷载即真正的塑性破坏荷载。作为校核，相应这个破坏机构的弯矩图应处处不超过。机构法的适用范围：刚架和框架结构。实用上为简单起见，往往凭观察判断选取一个机构进行尝试。给该机构一个虚位移，从外荷载所作外功应等于塑性铰转动所吸收的内功这一条件，计算相应于这个机构的荷载值。然后根据平衡条件，作出整个结构的弯矩图，如处处满足的条件，则这个尝试解即为真正的解。否则，另选机构重新进行尝试。在实际设计中，外荷载是已知值，是所要求的未知值。这时上限定理相当于：在所有可能的机构中，相应于最大值的机构是真正的破坏机构。c) 弯矩平衡法寻找一个与外荷载平衡的弯矩分布方案，构件的截面即按这种弯矩分布确定。事实上，可以找到许多个弯矩分布方案，其中每一个分布方案都可以跟外荷载平衡。在实际设计中，可以选用导致最小结构重量的方案，因为最小重量和经济方案是密切相关的。弯矩平衡法的适用范围：最宜用于设计单层或多层矩形框架。它和静力法相似，但有效适用范围更广泛。2) 理想弹塑性分析方法理想弹塑性方法是，在结构上作用小增量的力，随着荷载的逐步加大，结构中形成塑性铰，同时假定在超过屈服弯矩且刚好达到极限弯矩的范围内，构件为线弹性变形构件，之后的变形没有应变硬化，符合完全塑性性质。现有的有限元软件能很好的模拟铰从形成、旋转到破坏的整个时程，甚至可以模拟卸载过程，并且能够得到真实的破坏机制，而且可以考虑初始缺陷和各种非线性因素，是一种非常优越的分析方法。在分析过程中，塑性铰随着荷载步的增加，逐步发展，且形成塑性铰后其弯矩不能继续增大。在结构破坏后，仍能得到塑性铰的发展趋势，可以得到较为薄弱的位置，以便于加强。综上所述，这种方法是基于过程的分析方法，直观准确，是一种比较符合实际的分析方法，它具有以下优点：a) 确定了结构真正的破坏机制；b) 找到了结构的所有塑性铰，包括在破坏机制中有可能不出现的但是需要避免的塑性铰；c) 同样确定了极限承载力状态下形成的塑性铰，因而，适当地降低了构件的加强成本。当结构变形控制设计或使用了过大截面时，结构上某些构件承载力会大于实际所需要的，这便使得结构不经济。d) 确定了在倒塌状态或任何接近倒塌的状态的真实弯矩图。3.9 什么是Merchant-Rankine破坏准则？如何应用Merchant-Rankine破坏准则来修正一阶刚塑性分析和一阶弹塑性分析结果？答：经典Merchant-Rankine准则是指，由于屈曲，结构的承载力将低于塑性破坏能力，Merchant-Rankine破坏准则能够预测这种承载力的降低。这一准则如今已得到了很好的发展，并已成为一种成熟的并且被广泛接受的准则。Merchant-Rankine准则的公式为：+其中，=： 刚塑性破坏荷载系数=： 弹性临界荷载系数=： 修正破坏荷载系数： 结构上施加的总荷载（设计值）： 一阶刚塑性分析破坏荷载： 弹性临界荷载（第一阶屈曲模态）： 考虑效应后的修正破坏荷载当施加荷载的大小达到承载能力极限状态荷载值时，必须不小于1.0。在以上的表达式中，采用这一准则用来检验结构的抗力是非常简便的，但对于持久轴力、剪力和弯矩作用下的情况，必须进行构件的可靠性校核。在EC3钢结构规范中，Merchant-Rankine破坏准则通过一个系数来表达，这一系数与塑性破坏机制中的外力和弯矩相关，并且假定=1.0，但这种方法令人混淆，并容易出错。EC3钢结构规范中这一有关Merchant-Rankine破坏准则的系数的推导过程如下所示： 当时，或者若将系数作为计算任一塑性结构的荷载减小系数，则Merchant-Rankine破坏准则可以用于进行一阶弹塑性分析。荷载系数 = 一阶分析的荷载系数数 。图3 经Merchant-Rankine准则修正后的荷载-挠度曲线按Merchant-Rankine准则验算构件承载力的步骤如下所示：（1）选择初始截面；（2）计算临界屈曲荷载；（3）计算系数；（4）根据Merchant-Rankine破坏准则，用系数进行截面塑性能力的划分；（5）根据上一步（4）中对截面塑性能力的分类，进行框架的刚塑性分析；（6）检验破坏荷载因数；（7）以下两者任选其一：a. 通过乘以系数来增加所有的内弯矩和内力，比如弯矩、剪力、轴力，以产生一组相应的内力来进行构件的静力校核；b. 用减小抗力的方法对一阶弯矩和力进行校核。第四章4.1 多高层钢结构框架梁柱刚性连接断裂破坏的主要原因是什么？为防止框架梁柱连接脆性破坏可采取什么措施？答：（1）多高层钢结构框架梁柱刚性连接断裂破坏的主要原因： 焊缝缺陷，如裂纹，欠焊，夹渣和气孔等。这些缺陷将成为裂缝开展直至断裂的起源。 三轴应力影响。分析表明，厚度大的柱翼缘和柱横向加劲肋对变形的约束作用使梁翼缘超负荷，梁柱连接的焊缝变形由于受到梁和柱的约束，施焊后焊缝残留三轴拉应力，使材料变脆。 构造缺陷。出于焊接工艺的要求，梁翼缘与柱连接处设有垫条，实际工程中垫条在焊接够就留在结构上，这样垫条与翼缘之间就形成了一条“人工”裂缝（如下图所示），成为连接缝发展的起源。图4 构造缺陷 焊缝金属冲击韧性低。美国Northridge地震前，焊缝采用E70T-4或E70T-7自屏蔽药芯焊条，这种焊条对冲击韧性无规定，实验室试件和从实际破坏的结构中取出的连接试件在室温下的实验表明，其冲击韧性往往只有1015J，这样低的冲击韧性使得连接很容易产生脆性破坏，成为引发节点破坏的重要因素。 梁所用钢材的实际屈服点比标准值高出很多，以至于塑性不能开展。（2）防止梁柱刚接连接脆性破坏的途径： 保留这种连接形式，实行系列改进措施：除掉下翼缘的衬垫板，进行清根和补焊，并加焊良好的角焊缝。改变腹板下角的切角形状和尺寸，并对火焰切割边缘打磨抛光。对焊缝性提出要求，21度夏比冲击韧性不低于54J，-29度时不低于27J。如果允许保留衬垫板，只要在下面加焊约6mm的角焊缝即可。 为防止刚性连接处的脆性破坏，可利用“强节点弱构件”的抗震结构概念，在节点之外为梁设置一个薄弱环节。在地震来临时薄弱截面进入塑性并耗散能量，从而使梁柱连接焊缝不受损伤。 在距梁端约150mm处开始，对梁翼缘形成月牙形的切削面，切削后的梁翼缘截面不宜大于原截面的90%，应能承受按弹性设计的多遇地震下的组合内力。也可以采取在梁端开孔的措施。 为进一步提高两端的变形延性，可根据梁端附件的弯矩分布，对梁端截面的削弱进行适当设计，使得梁在一个较长的区段能同步地进行塑性耗能。 加强梁端与柱连接的截面。加强方式可以使在梁端加腋或在翼缘外侧加盖板。这种方案比较适宜于现有结构的加固。4.5 适用于钢构件、钢节点、钢连接的几种滞回模型和损伤指数综述。答：钢构件、钢节点、钢连接的几种滞回模型如下所示：1）轴心受力构件的滞回模型2）受弯构件的滞回模型3）节点的滞回模型 （a） (b)(c)损伤指数：用于定量地预测结构在其寿命周期内所能承受的地震破坏量级，其由刚度、强度和延性确定。对于其中的延性而言，损伤指数分别从构件级别、楼层级别和整体结构级别代表了塑性铰的塑性转动能力。1）构件损伤指数可以由所需塑性转动能力和可提供的塑性主动能力之间的比值计算得出：2）楼层损伤指数代表了楼层抵御地震破坏的能力：3）整体损伤指数 描述整个结构的损伤指数，包括地震作用下的结构整体性能：4.6钢支撑的滞回曲线有何特点？图5 单循环加载时支撑变形过程及滞回曲线如上图所示是钢支撑在轴力作用下的典型变形过程和单循环滞回曲线。由于支撑存在初始缺陷，其两端施加的轴力会在跨中位置产生附加弯矩。在轴力到达A 点之前，支撑处于弹性压缩阶段，承担的轴力和跨中附加弯矩比例增加。当跨中截面在压弯共同作用下屈服时，支撑在跨中位置将形成塑性铰，宏观上支撑开始发生屈曲现象（B点）。支撑屈曲后，塑性铰的转动导致支撑侧向变形增大，轴力产生的附加弯矩迅速增加，杆件的受压承载力迅速下降（BC段）。从C点开始支撑进入卸载和反向拉伸阶段，支撑受压屈曲后的卸载刚度明显低于初始弹性刚度。拉伸到D点时跨中截面在拉弯共同作用下再次屈服并形成塑性铰，但此时塑性铰与受压时相反，支撑的侧向变形不断减小。随着拉伸变形的不断增加，支撑达到E点时接近全截面受拉屈服。EF段支撑进入塑性拉伸变形阶段，而在F点后支撑开始弹性卸载并进入下一循环。由于包辛格效应和残留的侧向变形，后一循环的支撑稳定承载力将会明显低于前一循环的。随着循环次数的增加，塑性损伤逐渐累积，支撑的稳定承载力、屈曲后软化刚度和屈曲后卸载刚度等都将不断降低。支撑典型的多循环滞回曲线见下图。图6 支撑多循环滞回曲线4.8 你了解哪些减震装置、减震构造和减震结构体系？请说明其特点、减震机理、应用实例和应用前景。对于多高层钢结构，目前实用的抗震新技术有：隔震技术、耗能减震技术与吸震减震技术。1. 隔震技术1) 隔震原理基础隔震的原理就是通过设置隔震装置系统形成隔震层，延长结构的周期，适当增加结构的阻尼，使结构的加速度反应大大减少，同时使结构的位移集中于隔震层，上部结构像刚体一样，自身相对位移很小，结构基本上处于弹性工作状态，从而建筑物不产生破坏或倒塌。目前采用的基底隔震，主要用于隔离水平地震作用。隔震层的水平刚度应显著低于上部结构的侧向刚度。2) 特点抗震设计的原则是在多遇地震作用下，建筑物基本不产生损坏；在罕遇地震作用下，建筑物允许产生破坏但不倒塌。按抗震设计的建筑物，不能避免地震时的强烈晃动，当遭遇大地震时，虽然可以保证人身安全，但不能保证建筑物及其内部设备及设施安全，而且建筑物由于严重破坏常常不可修复，如果用隔震结构就可以避免这类情况发生，隔震结构通过隔震层的集中大变形和所提供的阻尼将地震能量隔离或耗散，地震能量不能向上部结构全部传输，因而，上部结构的地震反应大大减小，振动减轻，结构不产生破坏，人员安全和财产安全均可以得到保证。与传统抗震结构相比，隔震结构具有以下优点：a) 提高了地震时结构的安全性；b) 上部结构设计更加灵活，抗震措施简单明了；c) 防止内部物品的振动、移动、翻倒，减少了次生灾害；d) 防止非结构构件的损坏；e) 抑制了振动时的不舒适感，提高了安全感和居住性；f) 可以保持机械、仪表、器具的功能；g) 震后无需修复，具有明显的社会和经济效益；h) 经合理设计，可以降低工程造价。3) 常用隔震装置a) 橡胶支座隔震橡胶支座是最常用的隔震装置。常见的橡胶支座分为钢板叠层橡胶支座、铅芯橡胶支座、石墨橡胶支座等类型。钢板叠层橡胶支座由橡胶片和薄钢板叠合而成(图7)。由于薄钢板对橡胶片的横向变形有限制作用，因而使支座竖向刚度较纯橡胶支座大大增加。支座的橡胶层总厚度较小，所能承受的竖向荷载很大。为了提高叠层橡胶支座的阻尼，发明了铅芯橡胶支座(图8)，这种隔震支座在叠层橡胶支座中间钻孔灌入铅芯而成。铅芯可以提高支座大变形时的吸收能力。一般说来，普通叠层橡胶支座内阻尼较小，常需配合阻尼器一起应用，而铅芯橡胶支座由于集隔震器与阻尼器于一身，因而可以独立使用。另在天然橡胶中加入石墨，也可大幅度地提高橡胶支座的阻尼。图7 垫层橡胶支座 图8 铅芯橡胶支座通常使用的橡胶支座，水平刚度是竖向刚度的1%左右，且具有显著的非线性变形特征。当小变形时，其刚度很大，这对建筑结构的抗风性能有利。当大变形时，橡胶的剪切刚度可下降至初始刚度的1/51/4，这就会进一步降低结构频率，减少结构反应。当橡胶剪应力超过50%以后，刚度又逐渐有所回升，起到安全阀的作用，对防止建筑的过量位移有好处。橡胶支座隔震装置设计的关键是合理确定隔震支座承受能力。在罕遇地震作用下，不宜出现拉应力。b) 滚子隔震滚子隔震主要有滚轴隔震和滚珠隔震两种。图9为一滚轴隔震装置。在基础与上部结构之间设置上、下两层彼此垂直的滚轴，滚轴在椭圆形的沟槽内滚动，因而该装置具有自己复位的能力。图9 双排滚轴隔震装置 图10 滚珠隔震装置图10则为一实际滚珠隔震装置，该装置是在一个直径为50cm的高光洁度的圆钢盘内，安放400个直径为0.97cm的钢珠。钢珠用钢箍圈住，不致散落，上面再覆盖钢盘。一般来说，采用滚子隔震装置时，应注意安装有效的限位、复位机构，以保证被隔震的结构物不致在地震作用下出现永久性变形。4) 工程实例下面介绍两个分别在新西兰和日本所建的隔震钢结构。a) 奥克兰市政厅奥克兰市政厅是1914年建造的钢结构建筑。它由1层地下室、4层群楼、11层标准层和3层钟楼组成。1989年10月17日发生了Loma Prieta地震。钟楼的钢框架和部分外墙受到较大的损伤，因而停止使用。1991年6月到1995年4月进行了改造加固。其立面图如图11所示，其概况如表2所示。表2 奥克兰市政厅概况图11 奥克兰市政厅立面图 图12 新电报大楼立面图b) 新电报大楼新电报大楼是位于日本爱知县割谷市昭和镇1段1号由电报公司投资清水建设公司设计建造的地上15层，地下3层的办公楼。其占地面积为1874m2，建筑面积为52132m2。施工期间为1998年1月至2000年初。为了能在大地震中作为防灾据点而采用隔震结构。隔震装置设在地下1层的设备层和地下2层的停车场之间。图12所示，该大楼地上部分的柱子采用了钢管混凝土柱；为了提高横向刚度，采用了电报公司开发的反附着式支撑；为了达到16m跨度，采用钢梁。隔震层采用了24个高阻尼橡胶支座、8个由高阻尼叠层橡胶支座和弹簧支座组合而成的橡胶弹簧支座，以及8个在罕遇地震下避免产生拉力而加了中心千斤顶的高阻尼叠层橡胶支座，一共40个隔震支座。该建筑物隔震层以上高度超过60m，上部结构固定基础的基本周期为22.32.4s。隔震结构的基本周期(剪应变为200%时)为4.5s。其概况如表3所示。表3 新电报大楼概况2. 耗能减震技术1) 原理结构耗能减震技术是在结构物某些部位(如支撑、剪力墙、节点、连接缝或连接件、楼层空间、相邻建筑间、主附结构等)设置耗能(阻尼)装置(或元件)，通过耗能(阻尼)装置产生摩擦，弯曲(或剪切、扭转)弹塑(或粘弹)性滞回变形耗能来耗散或吸收地震输入结构中的能量，以减小主体结构地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控震的目的。装有耗能(阻尼)装置的结构称为耗能减震结构。耗能减震技术是通过采用附加子结构或一定的措施，以消耗地震传递给结构的能量为目的的减震手段，但其原理也适用于减小结构的风振。地震时，结构在任意时刻的能量方程为式中 地震过程中输入给结构的能量；主结构本身的耗能；附加子结构的耗能。主结构耗能由以下几部分组成式中 结构振动动能；结构振动势能；结构黏滞阻尼耗能；结构塑性变形耗能。可以从两方面认识耗能减震原理：从能量观点看，地震输入结构的能量是一定的。通过耗能装置消耗掉一部分能量，则结构本身需消耗的能量较小，意味着结构反应减小。从动力学观点看，耗能装置的作用，相当于增大结构阻尼，从而使整个结构反应减小。2) 特点耗能减震结构具有减震机理明确，减震效果显著，安全可靠，经济合理，技术先进，使用范围广等特点。目前，已被成功用于工程结构的减震控制中。3) 常用耗能减震装置耗能减震结构的耗能装置，可以是安放在结构物能产生相对位移处的阻尼器，也可以是由结构物的某些非承重构件(如支撑、剪力墙等)设计成的耗能构件。这些耗能装置在风或震下具有较大的刚度。但强烈的地震发生时，耗能装置应率先进入非弹性状态，产生较大阻尼，大量消耗输入结构的地震能量。试验表明，耗能装置可做到消耗地震总输入能量的90%以上。下面介绍几种用于多高层钢结构的耗能装置。a) 阻尼器阻尼器通常安装在支撑处、框架与剪力墙的连接处、梁柱连接处以及上部结构与基础连接处等有相对变形或相对位移的地方。在基底隔震系统中，阻尼器常与隔震装置相配合使用。常用的阻尼器有以下几种：i. 软钢阻尼器。利用低碳钢具有优良的塑性变形性能，可以在超过屈服应变几十倍的塑性应变下往复变形数百次而不断裂的优点，可按需要将软钢板(棒)做成各种形状的阻尼器(图13)。图13 各种形状的软钢阻尼器图14是台湾大学蔡克铨教授提出的三角板耗能阻尼器(Triangular Plate Added Damping and Stiffness Device；简称TADAS)。TADAS由数片三角形钢板悬臂地焊接在一块底板上，在垂直于钢板的侧向力作用下，悬臂板的弯矩与钢板宽度呈同样的线性变化，整块钢板会同时发生弯曲屈服，故可提供较大的变形与消耗能力。图14 三角形钢板耗能阻尼器(TADAS)示意图ii. 摩擦阻尼器。将几块钢板用高强度螺栓连在一起，可做成摩擦阻尼器(图17)。通过高强度螺栓的预拉力，可调整钢板间摩擦力的大小。对钢板表面进行处理或加垫特殊摩擦材料，可改善阻尼器的往复动摩擦性能。图15 摩擦阻尼器iii. 黏滞阻尼器。黏滞阻尼器主要利用活塞在高黏性流体里运动产生黏滞阻尼力来消耗能量。黏滞阻尼力主要与活塞在流体里的运动速度有关，一般与活塞运动的速度成正比。图16是一个黏滞阻尼器的实例。图16 黏滞阻尼器iv. 黏弹性阻尼器。黏弹性阻尼器采用黏弹性材料制成，黏弹性材料具有弹性(变形后复位)和黏性(变形过程中耗能)两种组合功能。图17是一种典型的由黏弹性材料制成的阻尼器。图17 典型黏弹性阻尼器v. 耗能支撑耗能支撑实质上是将各式阻尼器用在结构支撑系统上的耗能构件。常用的耗能支撑有以下几种：i. 耗能交叉支撑。在支撑交叉处利用软钢阻尼器原理，可做成耗能交叉支撑，如图18所示。这种耗能装置通过支撑交叉处的方钢框或圆钢框的塑性变形消耗能量。图18 耗能交叉支撑ii. 摩擦耗能支撑。将高强度螺栓-钢板摩擦阻尼器用于支撑构件，可做成摩擦耗能支撑。图19和图20是两种用于实际工程的摩擦耗能支撑形式。图19 摩擦耗能支撑(形式一)图20 摩擦耗能支撑(形式二)摩擦耗能支撑能在小震下不滑动，能像一般支撑一样提供很大的刚度。而在大震下支撑滑动，降低结构刚度，减小地震作用，同时通过支撑滑动摩擦消耗地震能量。iii. 耗能隅撑。隅撑两端刚接在梁、柱或基础上，普通支撑简支在隅撑的中部(图21)。地震作用下，通过隅撑的屈服消耗地震能量。由于隅撑不是结构的主要构件，更换较为方便。图21 耗能隅撑iv. 无黏结套箍耗能支撑。这是一种新颖的金属屈服耗能支撑构件。在内核钢支撑和外包钢管之间不黏结(图22)或在内核钢支撑和外包钢筋混凝土或者钢管混凝土之间涂无黏结漆形成滑动界面，使内核钢支撑与外包钢管或外包混凝土之间能自由滑动。工作时，仅内核钢支撑与框架结构连接，即仅钢支撑受力，而外包钢管或混凝土约束内核钢支撑的横向变形，防止内核钢支撑在压力作用下发生整体屈曲和局部屈曲。因此，无黏结套箍耗能支撑在拉力和压力作用下均可以达到充分的屈服，具有很好的延性，滞回曲线稳定饱满(图23)，其滞回特性明显优于普通钢支撑。图22 无黏结套箍钢支撑的基本不见 图23 无黏结套箍钢支撑的轴力-位移关系vi. 耗能墙图24是一种黏滞耗能墙。该耗能墙由上下两部分构件构成，下部做成容器状，其中装盛黏性液体，上不可做成钢板墙状，可在容器中运动。实际应用时，耗能墙可镶嵌在钢框架中，耗能墙上部与框架上层梁相连，耗能墙下部与框架下层梁相